杨伟奇

(1.四川师范大学 西南土地资源评价与监测教育部重点实验室，四川 成都　610066；2.四川师范大学 地理与资源科学学院，四川 成都　610066)



成绵乐高铁对沿线城市可达性影响研究

杨伟奇1,2

(1.四川师范大学 西南土地资源评价与监测教育部重点实验室，四川 成都610066；2.四川师范大学 地理与资源科学学院，四川 成都610066)

探讨高速铁路的开通对沿线城市可达性影响，为四川省综合交通建设及区域社会经济协调发展提供参考。应用GIS空间分析反距离加权插值法，选取最短平均旅行时间、加权平均旅行时间及经济潜力3个指标，分析成绵乐高铁通车后，成都、德阳、绵阳、眉山、乐山5个沿线城市可达性的变化。研究结果显示：成绵乐高铁沿线城市最短平均旅行时间由开通前531.29min减少到285.82min，减少率为45.76%；加权平均旅行时间由开通前117.15min减少到60.11min，减少率为47.20%；经济潜力由开通前39 032 737.66增加到84 361 374.79，增加率为119.94%。成绵乐高铁开通，使沿线城市整体可达性得到明显改善，缩短了城市间的时间距离，有利于促进研究区经济南北均衡协调发展。

成绵乐高铁；可达性；反距离加权插值法

0　引言

高速铁路(以下简称高铁)在不同国家，不同时代有不同规定。中国高速铁路是指新建设计开行250km/h(含预留)及以上动车组列车，初期运营速度不小于200km/h的客运专线铁路[1]。高速铁路是当今世界“交通革命”的一个重要里程碑，产生明显的 “时空压缩”效应，对区域交通可达性及其旅游空间格局变化产生了深远影响[2,3]，对沿线地区经济发展起到推进和均衡作用。可达性体现了交通系统便利程度，决定了一个地区相对于另一个地区的区位优势[4]。交通可达性是区域空间经济结构再组织的“发生器”[5]。近年来，高速铁路对区域可达性影响的研究引起广泛关注。国外学者Coto-Millán等研究了高铁对全国范围内城市可达性影响[6]；Kim分析了首尔—釜山高铁开通对首都地区可达性的影响[7]；Willigers等分析了荷兰高铁可达性对商务办公业区位的影响[8]。国内学者张莉、陆峰等采用成本加权栅格算法研究江苏省、武汉市等地区陆路交通的可达性空间格局与演化[9,10]；吴威等运用网络分析法，对长三角地区的交通可达性进行了研究[11]；汪德根等则通过最短旅行时间的可达性和一日交流圈等时圈格局变化，揭示了高速铁路对长三角地区都市圈可达性影响[12]；蒋海兵等综合利用网络分析和成本栅格加权集成法，分析了高铁通车前后全国陆路可达性的空间格局变化及京沪高铁对区域陆路可达性的影响及空间分异特征[13-15]；姜博等利用可达性模型并结合GIS反距离加权插值技术，综合测度了哈大高铁通车前后沿线城市的可达性及其空间格局的演变[16]。

国内外关于高铁对地区可达性的研究成果较为丰富，研究范围有全国性宏观视角、有京津冀、长三角等城市群以及局部区域某一高铁线的微观视角，研究区域主要集中在中东部，对西部，尤其是西南地区的高铁研究不多。鉴于此，以西南地区首条高速铁路客运专线为研究对象，利用GIS的空间分析功能，对高铁通车前后沿线城市的可达性变化进行分析，以期为四川省综合交通建设及区域社会经济发展和协调提供决策依据。

1　研究区域概况

成绵乐高铁即成绵乐城际高速铁路客运专线，起于成都东站，以成都市为中心，向北经德阳市、绵阳市，向南经眉山市、乐山市，是西南地区首条高速铁路客运专线。成绵乐高铁全长323.19km，途经21个车站[17]，于2014年12月通车。高铁沿线五市，国土面积5.86万km2，是四川省经济最为发达、人口最为稠密、旅游经济最具活力的地区。2014年GDP总量15 304.61亿元，占四川省的53.63%，人口2 891.75万，占四川省的35.52%，人均GDP为52 925元，高于四川省平均水平的50.97%。

图1　研究区域交通网络图Fig.1　The traffic network distribution of the study area

2　研究方法与数据来源

2.1研究方法

可达性的衡量指标有多种，常用的指标包括加权平均旅行时间、最短旅行时间、区位优势潜力、经济潜能及日常可达性等[18-21]。选取最短平均旅行时间、加权平均旅行时间、经济潜力指标，分析成绵乐高铁沿线主要城市可达性的变化，应用GIS反距离加权插值法得到成绵乐高铁通车前后3个指标动态变化情况[16]。

2.1.1最短平均旅行时间

(1)

(1)式中，Ti表示区域内i节点时间可达性，Tij表示通过某交通设施和网络从i节点到达经济中心城市j所花费的最短时间，n为评价系统内除i地以外的节点数。该指标的值越低，节点可达性越好；反之则可达性越差。

2.1.2加权平均旅行时间

(2)

(2)式中，Ai表示区域内节点i的可达性；Tij表示通过某交通设施和网络从节点i到达j城市所花费的最短时间；Mj为评价系统范围内中心城市j的某种社会经济要素的流量，即该经济中心的经济实力对周边地区的辐射力或吸引力，通常用j城市的GDP、人口等指标衡量，n为评价系统内除i地以外的节点数。该指标值越低，节点可达性越高，反之指标值越高，则节点可达性越低。

2.1.3经济潜力

(3)

(3)式中，Pi为研究区域内节点城市i的经济潜力；Mj与加权平均旅行时间模型中含义相同；Dij为i节点城市通过某种交通工具或者交通网络到达j中心城市所花费的时间、距离或费用等；a为i与j节点城市间的摩擦系数，通常取1。该指标值越高，节点可达性越高，反之指标值越低，则节点可达性越低。

2.2数据来源于与处理

利用2009～2014年《四川省统计年鉴》获取沿线城市人口和经济指标数据。通车前使用统计年鉴2013年数据。成绵乐高铁2014年12月20日开通，因此通车后使用2015年数据，2015年数据根据2008～2013年平均增长率计算得到。高铁沿线城市最短平均旅行时间利用成都客运站列车时刻表，提取成绵乐高铁开通前后，绵阳、德阳、成都、眉山、乐山5个城市中任意两个城市的所有通车班次和时间数据，分别采取高铁和非高铁各班次通行时间的平均值，获得城市间平均旅行时间数据(含不直达列车情况下的中转班次，不考虑中转滞留时间)。根据国家高铁定义，结合成绵乐沿线实际情况，本文高铁均采用以C开头的城际列车，其余则为普通列车。

3　结果和分析

3.1最短平均旅行时间分析

将相关城际平均旅行时间、人口及GDP综合数据带入模型(1)中，得到成绵乐沿线各城市的最短平均旅行时间Ti值(表1)，根据(表1)数据，利用GIS空间分析反距离加权插值法得到高铁通车前后沿线城市最短平均旅行时间空间模拟分析图(图2)

表1　成绵乐高铁沿线城市最短平均旅行时间Tab.1　The shortest average travel time of all cities along the Chengdu-Mianyang-Leshan High-speed Railway

从表1可知，成绵乐高铁通车前后，沿线各城市最短平均旅行时间Ti的平均值分别为531.29min和285.82min，通车后减少率为45.76%。各城市间的有效平均旅行时间减少程度均在40%～50%之间。节点城市间最短平均旅行时间越高，可达性则越低。沿线城市可达性的变化进行排序：乐山市>绵阳市>眉山市>成都市>德阳市，表明成绵乐高铁通车后，乐山市的可达性提升幅度最大，德阳市的可达性提高幅度最低。总体来看，5个城市的减少率都没有达到50%；城市之间的空间距离相距不远且相互联系比较密切，分值相差不大，基本处于同一水平，均维持在45%上下。

图2　成绵乐高铁通车前后沿线城市最短平均旅行时间空间变化Fig.2　The spatial change of the shortest travel time of all cities along the line before and after the operation of Chengdu-Mianyang-Leshan High-speed Railway

由图2可以看出，通车前后成绵乐高铁沿线整体最短平均旅行时间空间变化始终以成都市为中心且最低，乐山市和绵阳市为两翼且最高，但高铁通车后，减少率最大的区域是乐山市，其次是绵阳市，而减少率最小的是德阳市，其次是成都市。

3.2加权平均旅行时间分析

将相关城际平均旅行时间、人口及GDP综合数据带入模型(2)中，计算得到成绵乐沿线各城市的加权平均旅行时间Ai值(表2)，根据表2数据，利用GIS空间分析反距离加权插值法，得到高铁通车前后沿线城市加权平均旅行时间空间模拟分析图(图3)。

表2　成绵乐高铁沿线城市加权平均旅行时间Tab.2　The weighted average travel time of all cities along the line of Chengdu-Mianyang- Leshan High-speed Railway

从表2可知，成绵乐高铁通车前后，沿线各城市加权平均旅行时间Ti的平均值分别为117.15min和60.11min，减少率为47.20%。各城市间的加权平均旅行时间减少程度均在50%左右。节点城市加权平均旅行时间数值越高，可达性越低，反之，可达性越高。通车前后，德阳市的加权平均旅行时间始终最低，可达性最高。将沿线城市可达性的变化大小进行排序：乐山市>眉山市>绵阳市>成都市>德阳市。高铁通车后，乐山市的加权平均旅行时间可达性提升幅度最大，德阳市的可达性提高幅度最小。总体来看，成都、德阳、绵阳四城市减少率都在46%以下，高铁开通前，以成都为中心，经济向北扩张趋势明显，四城市之间相互联系比较密切，分值相差不大；乐山、眉山两城市减少率都在50%以上，高铁开通后，增强了两城市与其他城市的联系，打破传统经济向北扩张趋势，可达性改善程度大。

由图3可以看出，通车前后，成绵乐高铁沿线城市加权平均旅行时间空间变化始终以德阳市最低，乐山市最高，但高铁通车后，减少率最大的区域是乐山市，其次是眉山市，而减少率最小的是德阳市，其次是成都市。

图3　成绵乐高铁通车前后沿线城市加权平均旅行时间空间变化Fig.3　The spatial change of the weighted travel time of all cities along the line before and after the operation of Chengdu-Mianyang-Leshan High-speed Railway

3.3经济潜力分析

将相关城际平均旅行时间、人口及GDP综合数据带入模型(3)中，计算得到成绵乐沿线各城市的经济潜力Pi值(表3)，根据表3数据，利用GIS空间分析反距离加权插值法得到高铁通车前后沿线城市经济潜力空间模拟分析图(图4)

表3　成绵乐高铁沿线城市经济潜力值Tab.3　The economic potential of all cities along the line of Chengdu-Mianyang-Leshan High-speed Railway

由表3可知，成绵乐高铁通车后，沿线各城市经济潜力增加率为119.94%，各城市提升程度均在60%以上。通车前后，德阳市的加权值始终最高，经济潜力最好。节点城市间经济潜力数值越高，可达性越高。将沿线城市可达性的变化大小进行排序：乐山市>眉山市>绵阳市>德阳市>成都市。高铁通车后，乐山市的经济潜力可达性提升幅度最大，达到183.59%，成都市的可达性提高幅度最低，仅为68.37%。最高的乐山市和最低的成都市增加率差值达到115.22%。沿线城市通车前后最短平均旅行时间、加权平均旅行时间减少率与经济潜力增加率存在显著差异，主要表现在最短平均旅行时间与加权平均旅行时间减少率变化幅度较小，而经济潜力增加率较大，存在明显的等级性，从经济潜力指标看，成绵乐高铁的开通对沿线城市可达性具有巨大的促进作用。

由图4可以看出，通车前乐山经济潜力最低，德阳市最高，但高铁通车后增加率最大的区域就是乐山市，其次是眉山市，而增加率最小的仍然是德阳市，其次是成都市。

4　结论与讨论

4.1结论

研究成绵乐高铁对成都、德阳、绵阳、眉山、乐山5个沿线城市可达性的影响，研究显示：

图4　成绵乐高铁通车前后沿线城市经济潜力空间变化Fig.4　The spatial change of the economic potential of all cities along the line before and after the operation of Chengdu-Mianyang-Leshan High-speed Railway

1)成绵乐高铁开通后，沿线地区可达性均有较大程度提升，时空收敛效果显著。经济潜力增加率>加权平均旅行时间减少率>最短平均旅行时间减少率，成绵乐高铁的开通，有利于挖掘地区经济潜力，缩短通勤时间，增强区域辐射能力，促进区域整体发展。

2)成绵乐高铁对于沿线城市可达性影响具有明显的空间差异。位于成都市南侧的乐山市和眉山市的可达性改善程度，大于成都北侧的德阳市和绵阳市，尤其是经济潜力。高铁开通后，提升了乐山市和眉山市的交通可达性，打破传统的经济北向扩张趋势，有利于促进沿线区域经济南北均衡协调发展。

4.2讨论

1)成绵乐高铁开通对沿线地区可达性有较大提升，但仍然有提升空间。比如成都和绵阳，高铁班次的平均运行时间与大众所预期的30min仍有较大差距，两市间的高铁运行速度基本在200km/h及以下。因此，建议在保证运行安全情况下，进一步提升成绵乐高铁运行速度，沿线地区的可达性、相互之间联系的便利性和紧密性还将进一步提升。

2)探讨成绵乐高铁对沿线城市可达性变化还有许多未考虑的因素，如：城市自身增长潜力，城市之间道路网格变化，不同交通方式选择的中转时间等，这些需要进一步深入研究。

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Study on Chengdu-Mianyang-Leshan high-speed railway’s influence on the accessibility of cites along

YANG Weiqi1,2

(1.Key Laboratory of Land Resources Evaluation and Monitoring in Southwest, Ministry of Education, Sichuan Normal University, Chengdu,Sichuan 610066,China;2.Geography and Resources Science College,Sichuan Normal University, Chengdu,Sichuan 610066,China)

This paper the influence of the operation of Chengdu-Mianyang-Leshan High-speed Railway on the accessibility of cites along and provided consult for the construction of integrated transport and coordinated regional society-economy development of Sichuan. The shortest travel time, weighted average travel time and economic potential were selected as three indicators, by applying the inverse distance weighted interpolation method in the spatial analysis function of GIS,the paper analyzed the influences of Chengdu-Mianyang-Leshan High-speed Railway on the accessibility of the five cities,Chengdu, Deyang, Mianyang, Meishan and Leshan. The study indicated,after the operation of Chengdu-Mianyang-Leshan High-speed Railway, the average shortest travel time of the five cities along the line reduced to 285.82 minutes from 531.29 minutes, the decrement rate was 45.76%; the weighted average travel time reduced to 60.11 minutes from 117.15minutes, the decrement rate was 47.2%; the average economic potential increased to 84 361 374.79 from 39 032 737.66, the increasing rate was 119.94%. The operation of Chengdu-Mianyang-Leshan High-speed Railway not only increased the accessibility of the cites along significantly and shortened the time distance between cities, but also had a certain theoretical and practical significance on the balanced and coordinated economy development between north and south of the study area.

Chengdu-Mianyang-Leshan High-speed Railway; accessibility ; inverse distance weighted interpolation method

1004—5570(2016)04-0017-06

2016-03-06

杨伟奇(1990-)，男，硕士研究生，研究方向：人文地理，E-mail: 526097526@qq.com.

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